Как искать следы жизни в атмосфере других миров: объяснение экзопланетологов

Ученые описали методы выявления биосигнатур в атмосферах экзопланет и обсудили перспективы будущих миссий по поиску жизни за пределами Солнечной системы.
Автор Hi-Tech Mail
Голубая экзопланета
Источник: Hi-Tech Mail

Ученые все ближе к ответу на один из древнейших вопросов человечества — есть ли жизнь за пределами Земли. Недавно опубликованная статья в научно-популярном издании The Conversation подробно описывает современные методы и перспективы поиска черной кошки в темной комнате признаков жизни в атмосферах экзопланет — планет, вращающихся вокруг звезд, отличных от Солнца.

Сегодня известно более 6000 экзопланет, и у астрономов появились реальная возможность анализировать состав их атмосфер. Основной метод — транзитная спектроскопия. Когда планета проходит перед своей звездой, часть света фильтруется через ее атмосферу и оставляет уникальный «штрих-код» молекул в спектре. Анализ таких отпечатков позволяет определить, какие газы м в каком количестве и соотношении окружают космическое тело.

Поиск экзопланет
Графическое изображение текущих и будущих миссий по исследованию экзопланет по состоянию на 2022 год.Источник: https://commons.wikimedia.org/

Что именно ищут ученые

Особое внимание уделяется газам, которые на Земле образуются в результате биологических процессов. Примеры таких «биосигнатур» — кислород (O₂), озон (O₃), вода (H₂O) и метан (CH₄). Особенно интересным оказался диметил сульфид (ДМС, формула C2H6S) — молекула, образуемая на Земле только живыми микроорганизмами, например фитопланктоном. Обнаружение ДМС в атмосфере планеты K2-18b в 2025 году вызвало бурные обсуждения в научном сообществе: первоначальный анализ показал малую вероятность ложного сигнала, но повторные проверки опровергли это утверждение.

Сегодня сложно достоверно определить биосигнатуру на землеподобной планете. Атмосферы небольших миров с трудом изучаются современными инструментами. Тем не менее возможности растут благодаря новым миссиям.

Классификация пдланет по составу тела
Предположительные размеры планет типа суперземля, в зависимости от их массы и химического состава[114]. Примеры таких планет: планета-океан, в значительной части состоящая из воды; железная планета, углеродная планетаИсточник: https://commons.wikimedia.org/

Будущее поиска биосигналов

В ближайшие годы на орбиту должны отправиться несколько новых телескопов. Европейское космическое агентство планирует запуск PLATO в 2026 году для выявления планет, наиболее похожих на Землю. NASA готовит Nancy Grace Roman Space Telescope (запуск перенесен на 2029), который будет использовать коронографические методы для подавления света звезды и изучения слабых сигналов от планет. Европейский телескоп Ariel также нацелен на спектроскопию атмосферы экзопланет. В планах NASA — запуск до 2040 года миссии Habitable Worlds Observatory («Обсерватория обитаемых миров»), способной исследовать отраженный свет от планет и искать не только газы, но и «вегетационный красный край» — спектральный признак фотосинтезирующих организмов.

Концепция космическогго аппарата HBO
Концепция космическогго аппарата HBO (Habitable Worlds Observative) Источник: https://theconversation.com/

Новые исследования предлагают расширить спектр искомых газов, включая метилгалогены, которые также могут указывать на биологическую активность на экзопланетах.

Поиски биосигнатур требуют тщательной дифференциации биологических и абиотических источников газов, что делает интерпретацию данных весьма сложной.

Важно оставаться критичными к собственным результатам, поскольку только многократное тестирование позволит достичь уверенности в открытиях
Никку Мадхусудхан
профессор Кембриджа, астроном, экзопланетолог

Подробнее об истории изучения экзопланеты K2-18b узнайте из подборки материалов Hi-Tech Mail.